基于微预应力-固结理论的早龄期混凝土高温拉伸徐变试验与模拟

研究了早龄期混凝土高温拉伸徐变特性,建立起能够考虑混凝土内部水化热和外界环境温度影响,并且适用于早龄期混凝土拉伸徐变的数值计算方法。采用自行设计的门式徐变加载设备和环境箱控制系统,进行了室温（23℃）和高温（43℃）环境下的混凝土拉伸徐变试验,加载龄期分别为1 d、7 d和28 d。利用徐变试验结果确定模型的计算参数,进而模拟、验证温度因素对于混凝土拉伸徐变的影响。研究结果表明,早龄期混凝土的拉伸徐变对混凝土的加载龄期和温度变化非常敏感,基于微预应力-固结理论建立起考虑温度效应和早龄期特征的数值模型,可以较好地描述不同温度历史下的早龄期混凝土拉伸徐变特征。模型采用应力-应变增量关系进行数值计算,能够为通用有限元软件徐变分析的二次开发提供基础。     

用基央各向异性热学参数分析混凝土基础块的温度徐变应力

本文提出了传统计算温度徐应力方法的缺点在于采用地基热学参数各向同性的假定，并证明了用由现场测定的各向异性热学参数算出的应力场较传统方法算得者为优。     

面板堆石坝混凝土面板的温度及徐变应力分析

本文简要分析两座面板碓石坝混凝土面板在不同工况下的温度及徐变应力，对影响面板开裂的两个主要因素（温度收缩和干缩）进行了初步度探讨。     

配筋混凝土粘弹性参数的徐变试验研究

为了便于分析配筋混凝土结构的粘弹性温度应力,本文将配筋混凝土看作为一种复合材料,通过试验来测定该材料的粘弹性参数。文中采用三分点加载的方式进行了配筋混凝土小梁的室内徐变试验,并对试验数据进行了回归分析。结果表明：1. 用配筋混凝土小梁的徐变试验来测定配筋混凝土材料的粘弹性参数是可行的;2. 荷载历史是徐变减小的重要原因,在计算温度应力时,徐变系数取值要考虑这一因素;3. 在本试验配筋条件下,配筋对徐变影响很小,配筋混凝土的徐变系数与素混凝土的徐变系数近乎相等。     

高强钢管高强混凝土徐变特性试验研究

高强钢管高强混凝土的应用越来越广泛,但目前对于其徐变特性的试验研究较少.该文对15根不同含钢率的高强钢管高强混凝土轴压短柱进行了365 d的收缩和徐变测试,并将试验结果与常用的徐变预测模型MC90、ACI209和MC2010等进行了对比.试验结果表明:高强钢管高强混凝土的徐变系数远小于素混凝土,当加载365 d后,素混...     

基于水化程度的早龄期混凝土拉伸徐变模型研究

研究了早龄期混凝土的拉伸徐变特性,首先对基于水化程度的开尔文模型进行改进,并建立拉伸徐变的增量计算方法;然后采用门式加载设备对早龄期混凝土的直接拉伸强度、拉伸弹性模量以及拉伸徐变进行试验研究,通过热重分析得到水泥浆体的水化程度;最后利用1 d 龄期的徐变试验结果确定改进模型的计算参数,并对其他龄期拉伸应变进行验算。研究结果表明,早龄阶段混凝土的水化程度发展较快,拉伸徐变对早龄混凝土的加载龄期非常敏感,加载龄期越早,混凝土的徐变度越大;基于水化程度包含3 个开尔文单元的徐变模型可以较好地描述早龄期混凝土拉伸徐变特征。     

基于组合单元的混凝土结构徐变分析方法

对混凝土徐变的研究现状和数值计算方法做出评价,提出了混凝土结构徐变计算的空间有限元分析方法。以组合单元为基础,建立混凝土徐变的三维计算模型:将结构的变形、内力状态、结构形式及约束情况均沿时间轴进行划分,再根据结构在每个时间点上各参数的变化值,推导出了混凝土徐变计算的递推公式;又基于虚功原理建立混凝土徐变刚度矩阵,绕过应力与应变,直接通过位移增量计算自由徐变应变增量的等效荷载,提高了徐变数值计算精度;组合单元是对原有实体等参元的继承和拓展,能够分别考虑钢筋和混凝土各自对单元刚度矩阵的贡献,而两者又通过自由度变换的方法有机的结合在一起,构成一种可专门用于模拟钢筋混凝土结构的单元形式。实例分析结果表明:用组合单元做混凝土徐变分析,能够计入钢筋对徐变的阻碍作用,解决在钢筋和混凝土之间的应力重分布问题,更准确的计算出结构变形和内力变化。     

考虑温度变化的钢管混凝土徐变试验研究及预测模型

为了定量得出实际温度变化对钢管混凝土徐变的影响规律,考虑ACI209徐变模型的计算形式,基于龄期调整的有效模量法,并通过Arrhe-nius理论引入温度参数,推导得出了考虑温度变化的钢管混凝土热徐变计算公式.并在室内进行了20℃恒定温度、季节变温下的钢管混凝土徐变试验.试验结果得出,相对于20℃恒温条件下的徐变,温度从20℃升高到40℃时,徐变应变增长幅度达57.8％;温度从40℃升温到60℃时,徐变应变增幅达34.1％.变温对钢管混凝土影响较大,处于实际变温环境下的钢管混凝土结构进行徐变设计时,应考虑变温对钢管混凝土徐变的影响.通过试验数据和理论计算值对比得出,理论计算值与试验结果吻合较好,验证了考虑温度影响的徐变预测模型的准确性,可为受实际温度影响的钢管混凝土徐变设计提供参考.     

几种常用混凝土收缩徐变模式中徐变系数计算的比较分析

分析了ＣＥＢ－ＦＩＰ（１９７８）、ＢＰ－２、ＡＣＩ－２０９（１９７８）、Ｆ．Ｔｅｌｌｓ等几种常用的混凝土收缩徐变计算模 ，各种徐变参 选取对徐变系数计算值的影响。能够对混凝土结构分析时徐变参数的选取及调整起到一定的指导作用，使分析结果更接近实际情况。     

高温（明火）作用后混凝土强度与变形试验研究

本文对１２０个混凝土试件在常温－９００℃范围内温度作用后进行了强度与变形试验和理论分析工作，主要包括混凝土抗压强度，抗拉强度，应力应变关系几个方面，探讨了高温作用后混凝土强度与变形的变化规律，着重分析与作用温度相互关系并建立简明的数学表达式。     

混凝土三轴蠕变统计损伤模型研究

为探讨混凝土三轴蠕变特性,采用SAM-2000微机控制电液伺服材料三轴试验机并配备压力自平衡式三轴压力室对混凝土进行了三轴压缩试验和三轴蠕变试验,结果表明：围压的存在可以显著提高混凝土的承载能力,围压越大,混凝土的轴向承载能力越高,蠕变变形量和变形速率越小。假设混凝土破坏为其内部微元破坏累积所致,微元破坏概率与混凝土应变存在一定关系P[#x003b5;],且服从Weibull分布,结合三轴压缩试验结果,计算得到了描述混凝土损伤特性的统计损伤变量;基于Burgers流变模型,通过引入损伤变量建立了混凝土三轴蠕变统计损伤模型,利用MATLAB软件进行了模型参数拟合,经对比分析,模型曲线与试验曲线拟合结果较理想,主偏应力越大,拟合结果越精确。此模型可供今后研究参考。     

地下工程砼结构基于碳化作用的耐久性劣化模型

碳化作用是地下混凝土结构耐久性的重要影响因素之一,由此造成的结构的劣化程度可以用结构保护层碳化的深度表示。该文设计了室内快速碳化试验,建立了混凝土在不同应力水平和不同水灰比及不同碳化龄期情形下的碳化深度模型公式,并得出结论:混凝土碳化速度系数随时间逐渐减小;拉应力对混凝土碳化有促进作用,而压应力则对碳化起到抑制作用;一定范围内,水灰比越大,则碳化速度越快。通过对耐久性评判准则的假设和建立相应的耐久性极限状态方程,可以很好地分析和预测结构的劣化程度及耐久性寿命。     

基于龄期度法对早龄期混凝土结构温度应力的分析

为合理确定早龄期混凝土的性能,考虑养护温度对混凝土力学性能的发展过程及终值的影响,引入了龄期度法,并以某高层大体积混凝土基础底板的温度场和应力场的有限元计算为例,讨论了应用龄期度法对早龄期混凝土结构温度应力计算问题。在有限元分析中应用龄期度法,要求每个单元都具有不同的材料属性,并且每个单元的材料属性都要随荷载步改变,计算中满足了上述两个要求,并通过计算说明了该基础底板实测内外温差超过规范规定的温差限值而未出现裂缝的原因。     

预应力钢绞线温度膨胀及高温蠕变性能试验研究

火灾高温下钢绞线的温度膨胀及高温蠕变性能是影响张拉钢结构抗火能力的重要因素。该文以1860级预应力钢绞线为研究对象,采用非接触式应变视频测量系统,测试了钢绞线在15个温度水平下的热膨胀应变,得到热膨胀应变随温度的变化规律,并拟合出热膨胀系数计算公式。研究发现,大约750℃时钢绞线材料发生相变,导致热膨胀应变突变。通过钢绞线在不同温度及应力水平下的高温蠕变试验,得到蠕变应变与时间的关系曲线,并建议了钢绞线高温蠕变计算公式。高温蠕变试验现象表明,在较高温度及应力水平时,蠕变会导致钢绞线断裂;对经2 h高温蠕变未断裂的钢绞线自然冷却到常温后,进行抗拉强度试验,发现其抗拉强度有一定程度的退化,且经历的蠕变温度越高,应力水平对高温蠕变后试件抗拉强度的退化影响越明显。     

大面积混凝土梁板结构温度应力分析的徐变应力折减系数法

本文对大面积混凝土梁板结构温度应力分析方法进行探讨,从混凝土徐变计算的龄期调整有效模量法(T-B法)出发,通过对比典型框架在混凝土收缩及温度变化作用下的弹性和徐变解析解,提出了框架结构约束系数和徐变应力折减系数的概念及计算方法,结合框架结构空间弹性有限元分析,得到了大面积混凝土梁板结构温度应力分析的徐变应力折减系数法。与现场长期测试结果的比较表明,该法计算简便,计算结果与测试结果有较好的一致性,可以满足工程设计精度要求。     

基于广义Kelvin链钢管混凝土徐变研究

混凝土徐变是混凝土材料本身固有的一个时变特性,是结构响应中一个重要组成部分,其计算方法通常是建立在单轴试验和理论基础上。为探讨钢管混凝土徐变特性,该文采用自制的压力自平衡混凝土徐变试验装置对混凝土圆柱和圆钢管混凝土柱进行了徐变试验,结果表明:钢管混凝土柱徐变变形要比普通混凝土柱的徐变变形小,在该文试验中两者相差接近50%,这可能是密闭钢管内核心混凝土无法与外界发生水分交换而不发生干燥收缩和干燥徐变以及钢管围压所致。根据粘弹性理论,引入多参数Kelvin链粘弹性元件模型,建立了求解单轴应力状态下混凝土徐变的Volterra型积分方程,模型参数近似表示为连续粘滞谱。通过离散时间变量t和分步积分,进一步得到了单轴应力状态下混凝土徐变应力-应变增量本构模型。依据徐变叠加原理,考虑Poisson效应,进一步将单轴应力状态下混凝土徐变应力-应变增量本构模型拓展到三轴应力状态,用于钢管混凝土徐变分析。对有限元商用软件Ansys进行二次开发,将反映三轴应力状态下混凝土徐变性能的本构方程引入Ansys提供的用户子程序Usermat中,并采用Fortran语言编程,从而实现了钢管混凝土徐变长期性能的有限元分析计算。将有限元数值解与试验结果进行对比分析,发现该文提出的模型是科学的和有效的。该文提出的方法将为混凝土徐变计算提供了另一条有效途径。     

砼构件线差温度应力测试

按照砼结构设计规范第五批课题的要求，我们对砼结构因钢筋与砼之间的线膨胀系数差异引起的温度应力问题进行了研究。本文介绍对称配筋构件在均匀受热条件下，因线膨胀系数差异引起的温度应力的测试。